JP2017010446A - 運転支援制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体の飛行抵抗を考慮して飛行体と車両との位置関係を制御する。
【解決手段】運転支援制御装置１は、車両２と離間して飛行可能な無人の飛行体３が飛行する際の飛行抵抗情報を風速情報Ｖｗに基づいて取得する飛行抵抗取得部と、飛行抵抗取得部から得られる飛行抵抗情報が、飛行体の追従飛行限界を示す閾値（風速上限値）Ｆを超える場合には、飛行体と車両との距離Ｗが短くなるように、飛行体の飛行状態を制御する制御部４を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、無人の飛行体を用いた運転支援制御装置に関する。

ビデオカメラなどの撮像装置が搭載された無人の飛行体を車両から離間して飛行させ、飛行体の撮像装置が撮像した画像を車両に送信して乗員に提示する運転支援装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１０−２５０４７８号公報

特許文献１に記載の運転支援装置では、飛行体の飛行抵抗を考慮して飛行体を車両に帰還させることについては、何ら言及されていない。
本発明は、飛行体の飛行抵抗を考慮して飛行体と車両との位置関係を制御することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る運転支援制御装置は、車両と離間して飛行可能な無人の飛行体が飛行する際の飛行抵抗情報を風速情報に基づいて取得する飛行抵抗取得部と、飛行抵抗取得部から得られる飛行抵抗情報が、飛行体の追従飛行限界を示す閾値としての風速上限値を超える場合には、飛行体と車両との距離が短くなるように、飛行体の飛行状態を制御する制御部を有することを特徴としている。

本発明によれば、車両と離間して飛行可能な無人の飛行体が飛行する際の飛行抵抗情報を風速情報に基づいて取得する飛行抵抗取得部から得られる飛行抵抗情報が、飛行体の追従飛行限界を示す閾値（風速上限値）を超える場合には、飛行体と車両との離間距離が短くなるように制御部によって飛行体の飛行状態が制御されるので、飛行体の飛行抵抗を考慮して飛行体と車両との位置関係を制御することができる。

本発明に係る運転支援制御装置の概略構成と、飛行体と車両との位置関係を示す図であり、（ａ）は側面視図、（ｂ）は平面視図。 運転支援制御装置を構成する飛行体側の構成を示す概略図。 飛行体に搭載されている飛行体側制御部と飛行現在情報取得部の構成を示すブロック図。 運転支援制御装置を構成する車両側の構成を示す概略図。 車両に搭載されている車両側制御部と走行現在情報取得部の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御の主要部の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御処理のフローチャート。 自車両の速度変化と、自車両と飛行体との離間距離の関係を模式的に示す図。 第２の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御の主要部の構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御処理のフローチャート。 第３の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御の主要部の構成を示すブロック図。 目標離間距離と飛行体の飛行速度との関係を示す図。 第３の実施形態に係る運転支援制御装置による飛行体の帰還制御処理のフローチャート。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。実施形態において、同一部材や同一機能を有する部材には、同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。なお、図面の見やすさを考慮して、構成要件を部分的に省略して記載することもある。
本発明に係る運転支援制御装置は、車両と離間して飛行可能な無人の飛行体を車両に確実に帰還させるために、飛行体が飛行する際の飛行抵抗情報と、飛行体の追従飛行限界を示す閾値とから、飛行体と車両との離間距離を制御するようにしたものである。
（概略）
本実施形態に係る運転支援制御装置１は、図1（ａ）、図１（ｂ）に示すように、車両（以下「自車両」と記す）２と離間して飛行可能な飛行体３が撮像した画像の情報を、自車両２を運転する運転者に文字や画像として提示することで、運転者の状況判断をサポートして運転支援するものである。
自車両２は、道路５の走行レーン６を走行するものである。道路５には、自動車専用道や一般道が含まれる。飛行体３は、自車両２と離間して飛行することで自車両２の周囲の状況を車両上方から空撮し、空撮した画像情報Ｇを自車両２に送信する機能を備えている。自車両２は、飛行体３から送信された画像情報Ｇを運転者に提示する機能と、飛行体3の飛行状態を制御する制御指示を行う機能を備えている。符号７は道路５の中央線を示し、符号８は反対車線の走行レーンを示す。

実施形態においては、特段の説明が無い限り、飛行体３は、運転支援をする際に自車両２よりも前方の走行レーン６上を飛行するものとする。なお、走行レーン６には、外灯、案内表示板、信号機、各種計測器を支持する支柱、歩道橋、鉄道などの高架橋などが適宜設置されている。これら設置物の最大高さは、それぞれ法規、規格で定められているので、予めこれら設置物の最大高さを取得しておく。そして飛行体３の飛行高度は、これら設置物の最大高さよりも低い高度、あるいは高い高度を原則飛行するものとする。また、道路５がトンネル内を通過する場合もある。この場合でもトンネルの最大坑内高さを事前に取得しておき、飛行体３の飛行高度が最大坑内高さよりも低い高度で飛行するものとする。つまり、飛行体3は、設置物やトンネル等と衝突しない飛行高度で飛行するものとする。
運転支援制御装置１は、飛行体３に搭載された機体側制御部４０と、自車両２に搭載された車両側制御部５０を有している。機体側制御部４０と車両側制御部５０は、制御部４を構成していて、これらが互いに通信して各種情報を送受信することで、運転支援と飛行体３の離陸と自車両２への帰還を制御する。

（飛行体の構成）
図2に示すように、飛行体３は、遠隔操作による飛行指示や自律制御によって自律飛行可能な無人の飛行体である。飛行体３は、いわゆるＭＡＶ（Micro Air Vehicle）と呼ばれる小型で無人の飛行機である。飛行体３は、自車両２に搭載されていて、自車両２に設けられた離着陸部２０（図1参照）から離陸するとともに、離着陸部２０へ着陸する。飛行体３は、自車両２を運転する運転者への運転支援がなされる場合には、自車両２から離陸して飛行し、その他の場合には自車両２に格納されている。
飛行体３としては、例えばティルトローター型の構造を有する機体や、クアッドローター型の構造を有する機体が挙げられる。飛行体３は、ティルトローター型の構造を有する機体である場合、離着陸時および一定高度で停止するホバリング時には回転翼を上方に向けることで揚力を得て、巡航飛行時には回転翼を横向きに傾けることで推進力を得る。飛行体３は、クアッドローター型の構造を有する機体である場合、複数の回転翼の各々の傾斜角を個別に制御したり、複数の回転翼の各々の出力を個別に制御したりすることによって、揚力および推進力を得る。

このような飛行体３は、駆動源となる電動の駆動モータ３０と、駆動モータ３０によって回転駆動される回転翼３１と、駆動モータ３０へ電力を供給する電源となるバッテリー３２を有している。無論電動のものではなく、エンジンによって回転翼３１を回転させて飛行する飛行体であってもよい。この場合、制御部４によって制御される対象は、回転翼３１を回転駆動するエンジンとなる。
本実施形態において、飛行体３は、電動のクアッドローター型の機体であり、複数の回転翼３１と、各回転翼３１を個別に回転駆動する複数の駆動モータ３０を有するものとする。そして、各駆動モータ３０をそれぞれ制御して各回転翼３１の回転数を調整することで、前後方向への飛行（前進と後進）、左右方向への飛行（左右旋回）、飛行速度（対気速度）、飛行高度、ホバリングなどの飛行状態が制御可能とされている。バッテリー３２は、充電可能なものである。バッテリー３２は１つあるいは複数個を搭載しても良い。バッテリー３２を複数個搭載する場合、電力容量が多くなるので、飛行距離を延長することができるので好ましい。

飛行体３は、駆動モータ３０、回転翼３１、バッテリー３２、機体側制御部４０、ＧＰＳ受信機４１、磁気方位計４２、角速度計４３、高度計４５、機体カメラ４７及び無線送受信機４９を有している。
図3に示すように、機体側制御部４０は、中央演算部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部としてのＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力インターフェイスなどを備えて構成されたコンピュータである。機体側制御部４０には、ＧＰＳ受信機４１、磁気方位計４２、角速度計４３、高度計４５、飛行速度計４６、機体カメラ４７、風速計４８及び無線送受信機４９が信号線を介して接続されている。

ＧＰＳ受信機４１は、飛行体３の地上座標上の絶対位置を、ＧＰＳ衛星から経度および緯度により取得する。ＧＰＳ受信機４１は、取得した飛行体３の絶対位置を示す情報である飛行体位置情報を機体側制御部４０に送信する。この飛行体位置情報は、飛行体３の現在位置情報であり、飛行現在情報の１つである。
磁気方位計４２は、飛行体３の絶対方位角を取得するものである。磁気方位計４２は、取得した飛行体３の絶対方位角を示す情報である飛行方向情報として機体側制御部４０に送信する。この飛行方向情報は、飛行現在情報の１つである。
角速度計４３は、３軸のジャイロスコープであって、飛行体３のロール角、ピッチ角及びヨー角の方向における角速度を計測して取得するものである。角速度計４３は、取得した飛行体３の角速度を示す情報である機体姿勢情報を機体側制御部４０に送信する。この機体姿勢情報は飛行現在情報Ａの１つである。飛行体３は、角速度計４３から出力される機体姿勢情報に基づいて、機体側制御部４０よって自らの姿勢を自動制御可能とされている。
高度計４５は、たとえば気圧高度計であって、飛行体３の地表面からの高度を計測して取得するものである。高度計４５は、取得した飛行体３の高度を示す情報である機体高度情報を機体側制御部４０に送信する。この機体高度情報は、飛行現在情報の１つである。高度計４５は、気圧を計測して高度に換算することから、飛行体３が飛行する上空の気圧を計測して取得し、取得した気圧を示す情報である気圧情報を機体側制御部４０に送信することもできる。
飛行速度計４６は、飛行体３の飛行速度（対地速度）を計測して取得するものである。飛行速度計４６は、取得した飛行体３の飛行速度を示す情報である飛行速度情報（Vｄ）を機体側制御部４０に送信する。この飛行速度情報（Vｄ）は、飛行現在情報の１つである。なお、飛行速度計４６としては、対地速度を計測して取得するものを用いることができる。飛行速度計４６は、飛行速度取得部である。
風速計４８は、飛行体３が飛行する領域の風速を計測して取得するものである。風速計４８は、取得した風速を示す情報である風速情報（Ｖw）を機体側制御部４０に送信する。風速情報（Ｖw）は飛行抵抗情報の１つである。
これらＧＰＳ受信機４１、磁気方位計４２、角速度計４３、高度計４５及び飛行速度計４６、風速計４８は、飛行体３の飛行現在情報（Ａ）を取得する飛行現在情報取得部を構成している。

機体カメラ４７は、飛行体３に搭載された状況取得部と一例としての撮像装置であって、飛行体３から画像を撮像して取得するものである。機体カメラ４７は、動画と静止画を撮像することができるものである。つまり、飛行体３は、空撮可能とされている。機体カメラ４７は、取得した飛行体３からの画像を示す画像情報Ｇを機体側制御部４０に送信する。機体カメラ４７としては、動画と静止画の双方を撮像できるタイプのものを用いているが、動作又は静止画の何れか一方だけを撮像できるタイプのものであっても良い。機体カメラ４７は、図2に示すように、オートフォーカース機能を備えているとともに、レンズを有する筐体部４７ａが飛行体3の下方（地上）に向かうように飛行体３に搭載されている。機体カメラ４７は、筐体部４７ａが３６０°旋回可能なものであって、車両側制御部５０から送られる撮像指示によって撮影方向を自由に変更することができるように構成されている。機体カメラ４７は、車両側制御部５０から送られる撮像指示に含まれている撮像開始信号によって、動画撮像や静止画撮像を開始する。機体カメラ４７は、車両側制御部５０から送られる撮像指示に含まれている撮像停止信号によって、動画撮像や静止画撮像を停止する。
無線送受信機４９は、飛行体３に搭載されていて、飛行体３と自車両２との間において信号や情報の送受信を行う通信装置である。無線送受信機４９は、機体側制御部４０から送信された飛行現在情報（Ａ）と画像情報Ｇとを自車両２に送信するとともに、自車両2側から送信される飛行指示と撮像指示の情報を受信して、機体側制御部４０に入力する。

飛行体３は、距離計を備えていてもよい。距離計は、飛行体３の周囲に存在する障害物を検知し、検知された障害物までの距離を測定して取得するものである。距離計は、飛行体３が飛行中の際の、飛行体３の周囲に存在する障害物を検知し、検知された障害物までの距離を測定して取得するもので、取得した障害物までの距離を示す情報である障害物距離情報を機体側制御部４０に送信する。このような距離計を備えていると、飛行体３の飛行の妨げになる設置物の高度情報やトンネルの最大坑内高さを事前に取得しなくても、障害物距離情報に基づいて、障害物との距離がゼロになる前に飛行体3の飛行状態（例えば飛行方向や飛行高度）を制御することで、飛行体３と障害物との衝突を回避することができるので好ましい。距離計としては、例えばレーザーやミリ波レーダーなどを照射して、その反射光や反射波から距離を測定する周知の構成を用いることができる。

機体側制御部４０は、車両側制御部５０から送信される飛行指示や撮像指示の情報を、無線送受信機４９を介して受信する。機体側制御部４０は、受信した飛行指示を示す情報に基づいて、実際に飛行体３が自車両２の進行方向に自車両２から所定距離離間して飛行するための飛行軌道である目標飛行軌道を算出する。
機体側制御部４０は、算出した目標飛行軌道に沿って、自車両２の進行方向に自車両２から所定距離離間して飛行体３が飛行するように、各駆動モータ３０によって回転駆動される回転翼３１の回転数を個別に制御する。機体側制御部４０は、無線送受信機４９を介して飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Vｗ）を自車両２に送信する。
機体側制御部４０は、車両側制御部５０から送信される撮像指示に基づいて、機体カメラ４７の撮影方向を定めて撮像するように制御する。機体側制御部４０は、車両側制御部５０から送信される撮像指示に基づいて、機体カメラ４７の撮像を停止するように制御する。機体側制御部４０は、撮像制御部としても機能する。機体側制御部４０は、機体カメラ４７から送信される画像情報Ｇを、無線送受信機４９を介して自車両２の車両側制御部５０に送信する。

（自車両の構成）
自車両２は、図4、図5に示すように、車両側制御部５０、ＧＰＳ受信機５１、ハンドル角情報取得部５２、角速度計５３、加速度計５４、ブレーキ情報取得部５５、車速計５６、アクセル開度情報取得部５７、周辺環境取得部５８、表示装置５９及び無線送受信機６０を有している。
車両側制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェイスなどを備えて構成されるコンピュータである。車両側制御部５０には、ＧＰＳ受信機５１、ハンドル角情報取得部５２、角速度計５３、加速度計５４、ブレーキ情報取得部５５、車速計５６、アクセル開度情報取得部５７、周辺環境取得部５８、表示装置５９及び無線送受信機６０が信号線を介して接続されている。

ＧＰＳ受信機５１は、自車両２の地上座標上の絶対位置を、ＧＰＳ衛星から緯度および経度により取得するとともに、自車両２の高度も取得する。ＧＰＳ受信機５１は、取得した自車両２の絶対位置を示す情報である車両位置情報と高度情報とを車両現在位置情報として車両側制御部５０に送信する。この車両現在位置情報は、走行現在情報の１つである。
ハンドル角情報取得部５２は、自車両２のハンドルの角度を検出して取得するものである。ハンドル角情報取得部５２は、自車両２のハンドル角度から自車両２の進行方向情報を車両側制御部５０に送信する。この進行方向情報は、走行現在情報の１つである。
角速度計５３は、ここでは、自車両２の傾斜状態となるヨー角度とロール角度の角速度を計測して取得する2軸のジャイロである。角速度計５３は、2軸のジャイロではなく、ヨー角度とロール角度の角速度を個別に計測するものであっても良い。角速度計５３は、自車両２のヨー角度とロール角度の角速度の各情報を車両姿勢情報として車両側制御部５０に送信する。この車両姿勢情報は、走行現在情報の１つである。
加速度計５４は、自車両２の前後傾斜状態で在るピッチ角の角速度を計測して取得するものである。角速度計５３は、自車両２のピッチ角の角速度の情報を車両姿勢情報として車両側制御部５０に送信する。この車両姿勢情報は、走行現在情報の１つである。

ブレーキ情報取得部５５は、自車両２のブレーキが操作されているか否かを検出するものである。ブレーキ情報取得部５５は、自車両２のブレーキ操作が運転者によって行われると、減速情報として車両側制御部５０に送信する。この減速情報は、走行現在情報Ｂの１つである。
車速計５６は、自車両２の移動量および速度を測定して取得するものである。車速計５６は、速度を示す情報を車速情報（Vｖ）として車両側制御部５０に送信する。この車速情報は、走行現在情報の１つである。車速計５６は車両速度取得部である。
アクセル開度情報取得部５７は、自車両２のアクセルペダルの踏込量を計測して取得するものである。アクセル開度情報取得部５７は、アクセルペダルの踏込量の情報を車両側制御部５０に送信する。この踏込量情報は、走行現在情報の１つである。
これらＧＰＳ受信機５１、ハンドル角情報取得部５２、角速度計５３、加速度計５４、ブレーキ情報取得部５５、車速計５６、アクセル開度情報取得部５７は、走行現在情報取得部を構成している。

周辺環境取得部５８は、地図情報を読み出して、自車両２の周辺環境を取得して表示装置５９に表示する、例えばナビゲーション装置である。周辺環境取得部５８は、地図情報を周辺環境情報として車両側制御部５０に送信する。
なお、設置物の高度情報やトンネルの最大坑内高さは、予め取得して車両側制御部５０のＲＯＭに格納して記憶させておいても良い。あるいは、インターネットなどの通信回線を介して車両側制御部５０のＲＯＭに適宜ダウンロードして記憶しても良い。あるいは、設置物の高度情報やトンネルの最大坑内高さの各種データを、メモリーカードのような外部記憶媒体に記憶して、周辺環境取得部５８で読み出す形態であってもよい。
表示装置５９は、周辺環境情報である地図情報や自車両2の位置や走行ルートを表示するとともに、機体カメラ４７からの画像情報Ｇを画像や文字として表示するモニタ装置である。表示装置５９は、機体カメラ４７が撮像した画像に応じた情報を、自車両２の乗員（運転者）に提示する提示部として機能する。
無線送受信機６０は、自車両２に搭載されていて、飛行体３と自車両２との間において信号や情報の送受信を行う通信装置である。無線送受信機６０は、車両側制御部５０に送信された飛行指示と撮像指示を送信するとともに、飛行体３側から送信される飛行現在情報Ａと画像情報Ｇを受信して、車両側制御部５０に入力する。

車両側制御部５０は、ＧＰＳ受信部５１から送信される車両現在位置情報と、ハンドル角情報取得部５２から送信される進行方向情報と、角速度計５３と加速度計５４から送信される車両姿勢情報と、ブレーキ情報取得部５５から送信されるブレーキ情報と、車速計５６から送信される速度情報（Ｖｖ）と、アクセル開度情報取得部５７から送信されるアクセルペダルの踏込量情報等の走行現在情報から、自車両２の現在の走行状態（走行現在状態）を判断する。走行現在状態とは、自車両２の車両現在位置情報である緯度と経度と高度、進行方向と車速、停止中か走行中か、直進走行中かカーブ走行中かという内容である。車両側制御部５０は、これら自車両２の走行状態に応じた車両現像情報とともに、表示装置５９上にその走行状態をアイコンあるいは文字や数字で表示する。
車両側制御部５０は、飛行体3からの飛行現在情報（Ａ）に基づいて、飛行体３の位置を認識するとともに、目標離間距離（Ｗ）の情報を飛行指示として撮像指示とともに無線送受信機６０を介して飛行体３に送信する。車両側制御部５０は、飛行体3からの飛行速度（Vｄ）と風速情報（Ｖw）の情報を受信する。

このような構成の運転支援制御装置１において、自車両２よりも前方に離れて飛行する飛行体３では、飛行指示と撮像指示とを無線送受信機４９で受信して機体側制御部４０でその内容を判断する。機体側制御部４０は、指示された自車両２との目標離間距離（Ｗ）を保持するように各駆動モータ３０の駆動を制御して各回転翼３１の回転数を調整することで飛行状態を制御する。また、機体側制御部４０は、機体カメラ４７で自車両2の周囲の道路５を中心に動画又は静止画を撮像する。撮像された画像は、画像情報Ｇとして飛行体３から無線送受信機４９を介して自車両２へ向けて送信される。
自車両２では、送信された画像を無線送受信機６０で受信して車両側制御部５０に入力し、表示装置５９に地図情報と一緒に表示することで、運転者に自車両２の前方の情報を提示する。
このため、運転者は、自車両２の周囲や進行方向の情報（例えば渋滞箇所、駐車車両のある箇所、各種工事の箇所、事故現場）に到達する前に事前に認識することができるので、ドライバビリティが向上する。

実施形態において、運転支援とは、機体カメラ４７で撮像した画像の情報を運転者に提示するものとして説明したが、運転支援としては、画像の情報を運転者に提示するものに限定するものではない。
例えば、飛行体３がＧＰＳ受信機４１を備えている場合、自車両２の真上を飛行させることで、自車両２の位置をＧＰＳ受信機４１からの位置情報で得ることができる。このため、自車両２のＧＰＳ受信機５１が故障した場合には、その代用として位置情報をＧＰＳ受信機４１から車両側制御部５０が取得する。そして、ナビゲーションシステムの自車両位置の情報として用いることで、運転支援に利用することができる。
あるいは、飛行体３が気圧計（高度計）４５や風速計４６を備えている場合には、当該気圧計からの気圧情報や風速計からの風速情報を車両側制御部５０で取得する。一方、車両側制御部５０には、所定の閾値や気圧変化率や風速変化率等を予め設定しておく。そして、飛行体３から送られてくる気圧情報や風速情報と、これら閾値や気圧変化率や風速変化率とを比較して、飛行体３から送られてくる気圧情報や風速情報が、閾値や変化率を超える場合には、自車両２が走行しているエリアの気象状況が悪化したものとして、運転者に提示するようにしても良い。この場合、局地的な天候の変化を運転者に表示装置５９に表示して知らせることで、その運転を支援することができる。この場合、気圧計（高度計）４５や風速計４６が、自車両２の周囲の状況の取得する状況取得部となる。
実施形態において、提示部としては画像を表示する表示装置５９を例示したが、例えば、局地的な天候の変化を運転者に知らせる場合、表示装置５９に表示するものではなく、光や音声によって知らせることで提示するものであって良い。

（第１の実施形態御）
次に自車両２と飛行体３との離間距離の制御について説明する。図６は、運転支援制御装置１が有している、自車両２と飛行体３との離間距離の制御する制御系の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る運転支援制御装置１は、飛行体３が飛行する際の飛行抵抗情報となる風速情報（Ｖw）が、飛行体３の追従飛行限界を示す閾値となる風速上限値（Ｆ）を超える場合には、飛行体３と自車両２との距離である目標離間距離（Ｗ）が短くなるように、飛行体３の飛行状態を制御する制御部４を有する。
運転支援制御装置１は、飛行体３の飛行速度情報（Vｄ）を取得する飛行速度取得部としての飛行速度計４６と、自車両２の速度情報（Vｖ）を取得する車両速度取得部としての速度計５６と、飛行速度情報（Vｄ）と速度情報（Vｖ）とから目標離間距離（Ｗ）を導出する離間距離導出部８０と、風速情報（Ｖｗ）が、風速上限値（Ｆ）を超える場合には、目標離間距離（Ｗ）が短くなるように補正する補正部８１を有している。

図７に示すフローチャートを用いて、第1の実施形態に係る自車両2に対する飛行体３の離間距離制御の内容について説明する。図７に示すフローチャートの処理は、制御部４によって実行される。この飛行体３の離間距離制御において、飛行指示までの処理は車両側制御部５０で実行され、飛行体３の飛行速度と飛行姿勢などの飛行制御自体は、機体側制御部４０によって実行される。
機体側制御部４０は、飛行速度計４６から飛行速度情報（Vｄ）を、風速計４８から風速情報（Ｖｗ）をそれぞれ取得して無線送受信機４９を介して自車両２へと送信する。（ステップＳＴ１）。
自車両２側では、飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Ｖｗ）を無線送受信機６０で受信し、車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する（ステップＳＴ２）。車体側制御部５０は、車速情報（Ｖｖ）を車速計５６から取得して、取得した車速情報（Ｖｖ）を、車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する（ステップＳＴ３）。

離間距離導出部８０は、ＲＡＭに保存した飛行速度情報（Vｄ）と車速情報（Ｖｖ）とから、両者の相対速度差を算出し、予め設定した相対速度差と目標離間距離とを関連付けたデータテーブルから相対速度差に応じた目標離間距離（Ｗ）を選択して読み出すことで導出する（ステップＳＴ４）。
補正部８１では、風速情報（Ｖｗ）と風速上限値（Ｆ）を比較して、風速情報（Ｖｗ）が風速上限値（Ｆ）を超えない場合には、上空の風速によって飛行体3が自車両２に帰還できなくなるおそれはないものと判断する。そして、補正部８１は、導出した目標離間距離（Ｗ）の補正はしないで、目標離間距離（Ｗ）を車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する。（ステップＳＴ５，ＳＴ６）。補正部８１は、風速情報（Ｖｗ）が風速上限値（Ｆ）を超える場合には、上空の風速によって飛行体3が自車両２に帰還できなくなるおそれがあるものと判断する。そして、補正部８１は、導出した目標離間距離（Ｗ）よりも短い離間距離となるように目標離間距離（Ｗ）を補正し、補正した目標離間距離（Ｗ１）として車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する。（ステップＳＴ５，ＳＴ７）。
車両側制御部５０は、目標離間距離（Ｗ又はＷ１）の情報を、飛行指示として無線送受信機６０を介して飛行体３に送信する（ステップＳＴ８）。

飛行体３側では、自車両２から送信された飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）を無線送受信機４９で受信し、機体側制御部４０のＲＡＭに記憶して保存する（ステップＳＴ９）。機体側制御部４０は、飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）となるように、図２、図３に示す各駆動モータ３０の駆動を制御して各回転翼３１の回転数を調整して飛行状態を制御する（ステップＳＴ１０）。
このようなステップＳＴ１〜ステップＳＴ１０までの帰還処理は、飛行体３が自車両２の離着陸部２０に帰還するまで、例えば１秒ごとに繰り返されて実行される。

このように、自車両２と離間して飛行可能な無人の飛行体３が飛行する際の飛行速度情報（Ｖｄ）が、飛行体３の追従飛行限界を示す閾値としての風速上限値（Ｆ）を超える場合には、飛行体３と車両２との目標離間距離（Ｗ）が短くなるように制御部４によって飛行体３の飛行状態を制御する。このため飛行体３の飛行抵抗を考慮して飛行体３と車両２との位置関係を制御することができ、図８に示すように、飛行体３に対する風速が風速上限値（Ｆ）を超えるような強い風の場合には、自車両２に近づけて飛行体３を飛行させることができる。このため、飛行体３の落下や、自車両２との離間距離が開きすぎることによる飛行体３への帰還不能ということを防止でき、安定した運転支援を行える。

本実施形態において、風速情報には、飛行体3に搭載した風速計４８で検出して取得した風速情報（Ｖｗ）を用いているが、風速情報（Ｖｗ）の取得形態は、このような形態に限定されるものではない。
例えば、自車両２がインターネットなどの外部通信網に接続できる構成を備えている場合には、当該インターネットを介して自車両２が走行しているエリア（県市町村）の風速情報を取得し、当該風速情報（Vｗ）を用いるようにしても良い。又は、飛行体３で飛行体の対地速度と対気速度を取得し、両者を差分計算して、その差分値から飛行抵抗となる風速情報（Vｗ）を、機体側制御部４０あるいは車両側制御部５０で推定しても良い。あるいは、飛行速度情報（Vｄ）と速度情報（Vｖ）とを差分計算し、その差分値から飛行抵抗となる風速情報（Vｗ）を、機体側制御部４０あるいは車両側制御部５０で推定しても良い。

（第２の実施形態御）
本実施形態は、飛行体３の飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）と自車両２の速度情報（Vｖ）とを考慮して、自車両２と飛行体３との離間距離を制御するものである。本実施形態では、自車両２が停止していて飛行体３が飛行している状態を想定している。
図９は、自車両２と飛行体３との離間距離を制御する制御系の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る運転支援制御装置１において、飛行抵抗取得部７０は、飛行体３の飛行速度情報（Vｄ）を取得する飛行速度取得部としての飛行速度計４６と、飛行体３が飛行する領域の風速情報（Ｖｗ）を取得する風速情報取得部としての風速計４８を備えている。本実施形態に係る運転支援制御装置１は、自車両２の速度情報（Vｖ）を取得する車両速度取得部としての速度計５６と、飛行速度情報（Vｄ）と速度情報（Vｖ）との差分から目標離間距離（Ｗ）を導出する離間距離導出部８０と、飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Ｖｗ）とに基づいて飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を算出する上限速度算出部８２と、風速情報（Ｖｗ）が飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を超える場合には、目標離間距離（Ｗ）が短くなるように補正する補正部８３を有する。本実施形態において、飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）は閾値となる。
図１０に示すフローチャートを用いて、第2の実施形態に係る自車両2に対する飛行体３の離間距離制御の内容について説明する。図１０に示すフローチャートの処理は、制御部４によって実行される。この飛行体３の離間距離制御において、飛行指示までの処理は車両側制御部５０で実行され、飛行体３の飛行速度と飛行姿勢などの飛行制御自体は、機体側制御部４０によって実行される。なお、図１０において、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１４までの処理内容は、図７に示したフローチャートのステップＳＴ１〜ＳＴ４までの処理内容と同一であるので、ここでの説明は省略する。

上限速度算出部８２は、飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Ｖｗ）とに基づいて飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を算出する。ここでは、追い風の場合には（＋）とし、向かい風の場合には（−）として、飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Ｖｗ）と加算する。つまり、追い風の場合には、飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）は高く算出され、向かい風の場合には飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）は低く算出される（ステップＳＴ１５）。
風速情報（Ｖｗ）と飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）とを比較し、風速情報（Ｖｗ）が飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を超えない場合には、上空の風速によって飛行体3が自車両２に帰還できなくなるおそれはないものと判断する。そして、補正部８３は、目標離間距離（Ｗ）の補正はしないで、目標離間距離（Ｗ）を車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する。（ステップＳＴ１６，ＳＴ１７）。
補正部８３では、風速情報（Ｖｗ）が飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を超える場合には、上空の風速によって飛行体3が自車両２に帰還できなくなるおそれがあるものと判断する。そして、補正部８３は、目標離間距離（Ｗ）よりも短い離間距離となるように目標離間距離（Ｗ）を補正し、補正した目標離間距離（Ｗ１）として車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する。（ステップＳＴ１６，ＳＴ１８）。
車両側制御部５０は、目標離間距離（Ｗ又はＷ１）の情報を、飛行指示として無線送受信機６０を介して飛行体３に送信する（ステップＳＴ１９）。

飛行体３側では、自車両２から送信された飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）を無線送受信機４９で受信し、機体側制御部４０のＲＡＭに記憶して保存する（ステップＳＴ２０）。機体側制御部４０は、飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）となるように、図２、図３に示す各駆動モータ３０の駆動を制御して各回転翼３１の回転数を調整して飛行状態を制御する（ステップＳＴ２１）。
このようなステップＳＴ１１〜ステップＳＴ２１までの帰還処理は、飛行体３が自車両２の離着陸部２０に帰還するまで、例えば１秒ごとに繰り返されて実行される。

このように、自車両２と離間して飛行可能な無人の飛行体３が飛行する際の風速情報（Ｖｗ）が、飛行体３の飛行上限速度（Ｖｄ−max）を超える場合には、飛行体３と車両２との離間距離が短くなるように制御部４によって飛行体３の飛行状態を制御するので、飛行体３の飛行抵抗を考慮して飛行体３と車両２との位置関係を制御することができる。このため、飛行体３の落下や、自車両２との離間距離が開きすぎることによる飛行体３への帰還不能ということを防止でき、安定した運転支援を行える。

（第３の実施形態御）
本実施形態は、飛行体３の飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）と自車両２の速度情報（Vｖ）とを考慮して、自車両２と飛行体３との離間距離を制御するものである。本実施形態では、自車両２が走行していて飛行体３が飛行している状態を想定している。
図１１は、自車両２と飛行体３との離間距離を制御する制御系の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る運転支援制御装置１らおいて、飛行抵抗取得部７０は、飛行体３の飛行速度情報（Vｄ）を取得する飛行速度取得部としての飛行速度計４６と、飛行体３が飛行する領域の風速情報（Ｖｗ）を取得する風速情報取得部としての風速計４８を備えている。本実施形態に係る運転支援制御装置１は、自車両２の速度情報（Vｖ）を取得する車両速度取得部としての速度計５６と、飛行速度情報（Vｄ）と速度情報（Vｖ）との差分から目標離間距離（Ｗ）を導出する離間距離導出部８０と、飛行速度情報（Vｄ）と風速情報（Ｖｗ）とに基づいて飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を算出する上限速度算出部８２とを備えている。これら構成は、第２の実施形態と同じ構成である。
本実施形態では、自車両２が走行していることを想定している。このため、自車両２の速度情報（Vｖ）が飛行体３の飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を超えて走行している場合、飛行体３が自車両２の前方を飛行していたとしても自車両２に追いつくことが難しくなり、自車両２への飛行体の帰還が難しくなる。
そこで、本実施形態では、飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の比率が、閾値F１を超える場合には、目標離間距離（Ｗ）が短くなるように補正する補正部（８４）を有する点が第２の実施形態と違う点である。この点について図１２を用いて説明する。図１２は、自車両２と飛行体３との目標離間距離（Ｗ）と、飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の比率（Vｄ）／（Ｖｄ−ｍａｘ）との関係を示す図である。図１１において、縦軸は離間距離導出部８０で導出される目標離間距離（Ｗ）である。本実施形態において、この目標離間距離（Ｗ）は最大離間距離としている。最大離間距離とは、自車両２の無線送受信機６０と飛行体３無線送受信機４９との最大通信距離とする。図１１において、横軸は飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の割合を示す。図中、符号F１は、本実施形態における閾値である。以下、閾値（F１）と記す。閾値（F１）は、飛行体３が一定の目標離間距離（Ｗ）から自車両２に帰還可能な出力の余裕度を示すものであり、飛行体３の追従飛行限界を示すものである。
図１３に示すフローチャートを用いて、第３の実施形態に係る自車両2に対する飛行体３の離間距離制御の内容について説明する。図１３に示すフローチャートの処理は、制御部４によって実行される。この飛行体３の離間距離制御において、飛行指示までの処理は車両側制御部５０で実行され、飛行体３の飛行速度と飛行姿勢などの飛行制御自体は、機体側制御部４０によって実行される。なお、図１３において、ステップＳＴ３１〜ＳＴ３５までの処理内容は、図９に記すフローチャートのステップＳＴ１１〜ＳＴ１５までの処理内容と同一であるので、ここでの説明は省略する。

ステップＳＴ３５において、上限速度算出部８２によって飛行上限速度（Ｖｄ−ｍａｘ）を算出したのち、補正部８４は、飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の比率（Vｄ）／（Ｖｄ−ｍａｘ）と閾値F１を比較する。そして比率（Vｄ）／（Ｖｄ−ｍａｘ）が、閾値F１を超えない場合には、現在の飛行速度と目標離間距離（Ｗ）であっても飛行体3が自車両２に帰還できなくなるおそれはないものと判断する。そして、補正部８４は、目標離間距離（Ｗ）の補正はしないで、目標離間距離（Ｗ）を車体側制御部５０のＲＡＭに記憶して保存する。（ステップＳＴ３６，ＳＴ３７）。
一方、補正部８４は、飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の比率（Vｄ）／（Ｖｄ−ｍａｘ）が、閾値（F１）を超える場合には、目標離間距離（Ｗ）が短くなるように補正する。すなわち、本実施形態では、飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）と飛行速度情報（Vｄ）の割合（Vｄ）／（Ｖｄ−ｍａｘ）が、閾値（F１）を超えて、飛行速度情報（Vｄ）が飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に近づくと、図１２に示すように、現在の目標離間距離（Ｗ）と飛行速度では、飛行体３が自車両２に帰還することができないものとして、目標離間距離（Ｗ）を小さくして飛行体３と自車両２との離間距離が近づく方向に目標離間距離（Ｗ）を補正する（ステップＳＴ３６，ＳＴ３８）。
車両側制御部５０は、目標離間距離（Ｗ又はＷ１）の情報を、飛行指示として無線送受信機６０を介して飛行体３に送信する（ステップＳＴ３９）。

飛行体３側では、自車両２から送信された飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）を無線送受信機４９で受信し、機体側制御部４０のＲＡＭに記憶して保存する（ステップＳＴ４０）。機体側制御部４０は、飛行指示である目標離間距離（Ｗ又はＷ１）となるように、図２、図３に示す各駆動モータ３０の駆動を制御して各回転翼３１の回転数を調整して飛行状態を制御する（ステップＳＴ４１）。
このようなステップＳＴ３１〜ステップＳＴ４１までの帰還処理は、飛行体３が自車両２の離着陸部２０に帰還するまで、例えば１秒ごとに繰り返されて実行される。

このように、飛行体３の飛行限界速度（Ｖｄ−ｍａｘ）に対する飛行速度情報（Vｄ）の比率が、閾値（F１）を超える場合には、自車両２と飛行体３との離間距離となる目標離間距離（Ｗ）を短くなるように補正し、当該目標離間距離（Ｗ）となるように、制御部４で飛行体３の飛行状態を制御する。このため、飛行体３の飛行抵抗を考慮して飛行体３と車両２との位置関係を制御することができ、飛行体３の落下や、自車両２との離間距離が開きすぎることによる飛行体３への帰還不能ということを防止でき、安定した運転支援を行える。

本実施形態において、風速情報には、飛行体3に搭載した風速計４８で検出して取得した風速情報（Ｖｗ）を用いているが、風速情報（Ｖｗ）の取得形態は、このような形態に限定されるものでしない。
例えば、自車両２がインターネットなどの外部通信網に接続できる構成を備えている場合には、当該インターネットを介して自車両２が走行しているエリア（県市町村）の風速情報を取得し、当該風速情報（Vｗ）を用いるようにしても良い。又は、飛行体３で飛行体の対地速度と対気速度を取得し、両者を差分計算して、その差分値から飛行抵抗となる風速情報（Vｗ）を、機体側制御部４０あるいは車両側制御部５０で推定しても良い。あるいは、飛行速度情報（Vｄ）と速度情報（Vｖ）とを差分計算し、その差分値から飛行抵抗となる風速情報（Vｗ）を、機体側制御部４０あるいは車両側制御部５０で推定しても良い。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、各実施形態では、自車両２から離陸した飛行体３を自車両２へ帰還するものとして説明したが、飛行体３の離陸は自車両２とは別な地点から行ったものを自車両２の車両側制御部５０で制御し、自車両２に帰還させるようにしてもよい。
機体カメラ４７で撮像した画像情報Ｇは、運転支援時に飛行体３から自車両２に送信して運転支援に用いているが、別な用途に用いても良い。例えば、帰還時にも機体カメラ４７を起動して飛行体３から自車両２を空撮し、当該空撮した画像情報Ｇ１を自車両２に送信し、自車両２の離着陸部２０の位置を車両側制御部５０で画像処理し、当該離着陸部２０を目標に飛行体３を帰還するようにしても良い。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１・・・運転支援制御装置、２・・・車両、３・・・飛行体、４・・・制御部、３０・・・駆動源、３１・・・回転翼、４０・・・機体側制御部、４６・・・飛行速度取得部、４７・・・状況取得部，撮像装置、４８・・・風速情報取得部、５０・・・車両側制御部、５６・・・車両速度取得部、５９・・・提示部，表示装置、７０・・・飛行抵抗取得部、８０・・・離間距離導出部、８２・・・上限速度算出部、８１，８３，８４・・・補正部、Ｆ・・・飛行抵抗情報、風速上限値（閾値）、Ｆ１・・・閾値、Vｄ・・・飛行速度情報、Vｖ・・・速度情報、Ｖｗ・・・風速情報、Ｗ・・・目標離間距離。

Claims (8)

1. 車両と離間して飛行可能な無人の飛行体が飛行する際の飛行抵抗情報を風速情報に基づいて取得する飛行抵抗取得部と、
   前記飛行抵抗取得部から得られる飛行抵抗情報が、前記飛行体の追従飛行限界を示す閾値としての風速上限値を超える場合には、前記飛行体と前記車両との距離が短くなるように、前記飛行体の飛行状態を制御する制御部を有することを特徴とする運転支援制御装置。
2. 請求項１に記載の運転支援制御装置において、
   前記飛行体の飛行速度情報を取得する飛行速度取得部と、
   前記車両の速度情報を取得する車両速度取得部と、
   前記飛行体の飛行速度情報と前記車両の速度情報との差分から目標離間距離を導出する離間距離導出部を有し、
   前記飛行抵抗情報が、前記閾値を超える場合には、前記目標離間距離が短くなるように補正する補正部を有することを特徴とする運転支援制御装置
3. 請求項１に記載の運転支援制御装置において、
   前記飛行抵抗取得部は、前記飛行体の飛行速度情報を取得する飛行速度取得部と、前記飛行体が飛行する領域の風速情報を取得する風速情報取得部であり、
   前記車両の速度情報を取得する車両速度取得部と、
   前記飛行体の飛行速度情報と前記車両の速度情報との差分から目標離間距離を導出する離間距離導出部と、
   前記飛行速度情報と前記風速情報とに基づいて飛行上限速度を算出する上限速度算出部と、
   前記風速情報が、前記飛行上限速度を超える場合には、前記目標離間距離が短くなるよう補正する補正部を有することを特徴とする運転支援制御装置。
4. 請求項１に記載の運転支援制御装置において、
   前記飛行抵抗取得部は、前記飛行体の飛行速度情報を取得する飛行速度取得部と、前記飛行体が飛行する領域の風速情報を取得する風速情報取得部であり、
   前記車両の速度情報を取得する車両速度取得部と、
   前記飛行体の飛行速度情報と前記車両の速度情報との差分から目標離間距離を導出する離間距離導出部と、
   前記飛行速度情報と前記風速情報とに基づいて飛行上限速度を算出する上限速度算出部と、
   前記飛行限界速度に対する前記飛行速度情報の比率が、前記閾値を超える場合には、前記目標離間距離が短くなるように補正する補正部を有することを特徴とする運転支援制御装置。
5. 請求項1〜４のうちの何れか1項に記載の運転支援制御装置において、
   前記制御部は、前記車両に搭載される車両側制御部と、前記飛行体に搭載される機体側制御部を有し、
   前記車両側制御部は、前記飛行抵抗情報に基づき、前記飛行体が前記車両に帰還するように、前記飛行体の飛行状態を制御する制御指示を前記機体側制御部に行うことを特徴とする運転支援制御装置。
6. 請求項５に記載の運転支援制御装置において、
   前記飛行体は、駆動源と、前記駆動源で回転駆動される回転翼を備え、
   前記車両側制御部は、前記機体側制御部に飛行指示を行うことで、前記駆動源の駆動を制御して前記回転翼の回転数を調整することを特徴とする運転支援制御装置。
7. 請求項１〜６の内の何れか1項に記載の運転支援制御装置において、
   前記飛行体に搭載されていて、前記車両の周囲の状況の取得する状況取得部と、
   前記状況取得手段で取得された情報を、前記車両の乗員に提示する提示部を有することを特徴とする運転支援制御装置。
8. 請求項７に記載の運転支援制御装置において、
   前記状況取得部は、前記車両の周囲の状況を撮像する撮像装置であり、
   前記提示部は、前記撮像装置で撮像した情報に応じた内容を表示する表示装置であることを特徴とする運転支援制御装置。

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